Що Таке Частотний Перетворювач для Свердловини Насос, Мій колодязь

Частотний перетворювач для свердловинного насоса

Автоматизацію роботи насосного обладнання, можна вважати найважливішим аспектом у галузі технічного розвитку систем водопостачання та водовідведення. Це важливо не тільки для станцій, що забезпечують водою населені пункти.

Розумний насос для свердловини зробить комфортною експлуатацію автономного водопроводу. Для цього дуже важливо правильно зробити розрахунок свердловинного насоса, і відповідно до отриманих розрахунків, підібрати для нього перетворювач частот.

Відео у цій статті допоможе вам зробити це своїми руками.

Переваги автоматичного водопостачання

Щоб досягти максимально щадного режиму експлуатації обладнання, на насосних станціях автоматизують все - починаючи від запуску та зупинки агрегатів, і до контролю витрат води. Прилади, які допомагають здійснювати тотальний контроль за системою, передають сигнали на табло в диспетчерському пункті.

Приблизно також, тільки в менших масштабах, відбувається і у разі автоматизації домашнього насоса. Давайте розглянемо які переваги дає системі автоматика.

Найбільш важливо ось що: плавний запуск та зупинка двигуна насоса, зводить до нуля ймовірність виникнення гідроударів, а дбайливий режим експлуатації сприяє продовженню терміну служби будь-якого обладнання. При цьому знижуються витрати, пов'язані з експлуатацією водозабору.
Насамперед, це витрата електроенергії. Її ціна невпинно зростає, і це відчувають усі: як приватні особи, так і підприємства. Частотне регулювання роботи двигунів насосів дає можливість зменшити обсяги накопичувальних резервуарів, і навіть повністю від нихвідмовитись.

Для промислових насосних станцій – це ще й можливість скорочення витрат на будівництво, опалення та освітлення технічних приміщень, а також зниження кількості персоналу для їх обслуговування. Причому в одному пункті можна зосередити керування кількома насосними станціями. Практика показує, що всі витрати, пов'язані з автоматизацією, окупаються протягом року.

Які є недоліки

Слід зазначити, що незважаючи на позитивні якості, є тут також деякі недоліки:

Перевищення кабелю по довжині від пристрою до двигуна не повинно перевищувати 50 метрів. Слід зазначити у своїй, що з кабелю його власна ємність здатна призводити до виникнення між обмотками пробоїв;
Велика вартість перетворювача. Незважаючи на те, що навіть якщо його застосування здійснюватиметься на невеликих за потужністю електричних двигунах.

Увага: Слід також виділити той факт, що незалежно від місця використання частотного перетворювача і при правильному його підборі під обладнання термін його окупності складе всього лише кілька місяців. Саме завдяки цій якості частотного перетворювача вони завоювали широке поширення та застосування у більшості сфер промисловості.

Прилади для автоматичного контролю

Щоб здійснювати контроль над роботою насосного обладнання, у систему водопостачання впроваджуються різні прилади. Що це за датчики і які їх функції?

Ознайомитись з їх переліком вам допоможе невелика інструкція, наведена нижче:

Дані прилади чітко фіксують будь-які зміни, що відбуваються у працюючій системі. Щоб їх легше було відстежувати, режим роботи насоса або насосної установки, що включає в себекілька насосів повинні постійно регулюватися. Ось для цього і потрібний частотний перетворювач.

Блок керування насосом (інвертор)

Електродвигун насоса підключається через нього, що дозволяє привести у відповідність роботу всієї мережі. Це особливо цінно для систем, де використовується кілька насосів.

Для автономних водопроводів це також не рідкість. Припустимо, у разі великої віддаленості свердловини від будинку, в мережу доводиться впроваджувати ще й підвищуючу насосну станцію.

У таких випадках використовують прилад, який називається: «інверторний блок керування для свердловинного насоса» - саме його ви бачите на фото зверху. Інвертор поєднує різні комбінації контрольних приладів, якими не оснащений сам насос, і в тому числі, має вбудований перетворювач частот.

Функціональність та підбір частотного перетворювача

Зрозуміло, що максимальне споживання води відбувається лише у певні моменти, а більшість часу потужність насоса виявляється зайвою. Частотний перетворювач дозволяє налаштувати систему так, щоб у годину пік насос видавав повну потужність, а в решту часу знижував обороти.

Від кількості обертань в певний проміжок часу колеса насоса залежить напір, що розвивається ним, і, відповідно, продуктивність. Суть застосування частотного перетворювача у тому, щоб змусити обертатися вал двигуна в заданому темпі. У цьому частота змінного струму, одержуваного з електромережі, змінює свою величину.
Сучасні перетворювачі мають найширший діапазон, і здатні перетворити напругу як вище, так і нижче показників живильної електромережі. Схема даного приладу поділена на дві частини: силову, що складається з групи транзисторівабо тиристорів, і керуючу, власне, є електронним ключем.
Складається керуюча частина із цифрових мікропроцесорів, і виконує всі контрольні та захисні функції. Так як структура силової частини має характерні відмінності, частотні перетворювачі поділяються на дві групи. Одна з них включає прилади з проміжною ланкою постійного струму.

Друга група цієї ланки немає, і називається «перетворювачі частот із безпосереднім зв'язком». Прилади без проміжної ланки мають більш високий ККД, і здатні «приборкати» найпотужніший високовольтний двигун. Не дивлячись на те, що ціна даного варіанту більш висока, система, в яку він впроваджений, за витратами виходить набагато економічніше.
За рахунок чого виходить економія? Справа в тому, що такі перетворювачі мають малий діапазон частот, причому він не може бути рівним, або перевищувати характеристики мережі живлення. Нормативна частота струму мережі дорівнює 50Гц, а прилад перетворює її до 30Гц і нижче, до нуля. Отже, знижується споживання електроенергії – ось вам економія!

Такий обмежений діапазон не дозволяє використовувати перетворювачі даного типу у промислових масштабах. Зате для побутових насосів це те, що треба.

Як розрахувати потужність насоса для свердловини і, відповідно, підібрати до нього інвертор? Про це поговоримо у наступній частині нашої статті.

Підбір насоса для свердловини

Перш за все, потрібно мати на увазі, що характеристики потужності насоса повинні перевищувати розрахункове споживання. Тобто завжди має бути запас потужності.

Розрахунок будується на таких даних:

Що далі насосу доводиться транспортувати воду, то вищими будуть втрати напору. При виконаннірозрахунків, слід пам'ятати, що 1 метр вертикальної траси трубопроводу дорівнює 10 метрів по горизонталі.

Напір насоса для свердловини, з якої вода подаватиметься безпосередньо в будинок, являє собою суму протяжності вертикальних і горизонтальних відстаней, помножену на опір трубопроводу - цей коефіцієнт є постійною величиною, і дорівнює 1,15.

Якщо ж у системі водопостачання є накопичувальна ємність, то до суми відстаней додається ще й тиск гідробака. Тиск виражається в атмосферах, а кожна атмосфера дорівнює 10 вертикальним метрам.
Розглянемо, як виглядатиме розрахунок на конкретному прикладі. Припустимо, у вас є свердловина з динамічним рівнем 35 м. Знаходиться вона в 20м від двоповерхового будинку висотою 7 м. При цьому в будинку встановлений гідроакумулятор ємністю 60л і тиском 3 атм.

Розрахунок напору виглядатиме так: Н = (35 +20 +7 + (3 * 10)) * 1,15 = 105 метрів.

Якщо врахувати невеликий запас, можна купити насос з напірною характеристикою 110-115м. Як бачите, особливої складності цей розрахунок не становить. Тепер поговоримо про критерії підбору частотного перетворювача, скорочено ЧП.

Підбір перетворювача

Що стосується технічних характеристик ЧП, то вони повинні співвідноситися з типом та потужністю електродвигуна, до якого він підключатиметься. Далі, потрібно враховувати необхідний діапазон регулювання, а також рівень точності налаштування та підтримки моменту, що крутить, на валу мотора.

Конструктивні особливості інвертора, тобто його габарити, конфігурація, вбудоване або виносне управління, так само мають значення. У переважній більшості насосів для свердловин встановлені асинхронні двигуни. До них НП підбирається за потужністю,і краще, якщо ця характеристика у перетворювача буде набагато вище, ніж у насоса.

Свердловинний насос із підключеним інвертором

Існують перетворювачі з векторним управлінням, які дозволяють підтримувати швидкість обертання при змінних навантаженнях, а також працювати, не знижуючи обертів у нульовому діапазоні. Такі перетворювачі найбільш точно контролюють момент, що крутить, і частоту обертання валу. Це особливо важливо, коли в мережі працює два насоси.
Взагалі частотні перетворювачі мають свою класифікацію. Як і будь-яке інше електричне обладнання, вони можуть бути однофазними та трифазними. Варіант виконання інверторів може бути побутовим для мережі 220В. Є також промислові перетворювачі, потужністю до 500В, і високовольтні - до 6000В.
Ступінь захисту IP, теж буває різною. За типом управління, НП діляться на векторні та скалярні. Всі провідні виробники насосного обладнання пропонують споживачеві та інверторні блоки. Зазвичай виробники прив'язують моделі перетворювачів до конкретних модифікацій насосів і дають рекомендації щодо їх застосування.

Покупцеві і думати особливо не треба над вибором: консультант-продавець вкаже вам модель перетворювача, що підходить до даного насоса, і роз'яснить вам, в чому полягають особливості його використання.